[00112528]豆科植物对沟垄覆膜连作马铃薯土壤微生物多样性的影响

①课题来源与背景：“豆科植物对沟垄覆膜连作马铃薯土壤微生物多样性的影响”为甘肃省自然科学基金项目,项目编号为1606RJZA034,于2016年8月获批,项目实施期限为2016年8月至2018年12月。 ②研究目的与意义：沟垄覆膜耕作能改善土壤微生态环境及其水热生态效应。因此,沟垄覆膜种植模式下,马铃薯/豆科植物轮作对土壤微生物群落多样性及酶活性的影响是值得深入研究的科学命题。本项目以在陇中半干旱区实施的马铃薯抗旱增产及连作试验为基础,采用大田定位试验与实验室精确分析的研究方法,研究轮作豆科植物对全膜覆盖马铃薯1-4年连作田土壤微生物群落数量、分布特征及多样性的影响;研究轮作对土壤真菌的影响并进行病原菌分离鉴定及细菌的16S rDNA序列和真菌的18S rDNA序列分析;研究轮作后土壤生物化学过程及相应物质转化强度;探明轮作豆科植物对马铃薯连作土壤及微生物群落的生物改性机制。以期为缓解马铃薯连作障碍、维持土壤健康及保持旱作区马铃薯可持续发展提供参考依据。 ③主要论点与论据：探明了轮作豆科植物对不同种植模式马铃薯连作土壤理化性状、微生物群落多样性及产量的影响。具体包括：覆膜及轮作豆科植物提高了土壤碱解氮、有效磷和有效钾含量,降低了土壤pH值,进而提高了马铃薯及蚕豆产量,且全膜垄播对提高马铃薯产量和优化马铃薯性状影响显著。覆膜及轮作提高了土壤酶活性及细菌、真菌、放线菌、氮素生理类群数量和细菌/真菌值,且全膜垄播对于提高菌群数量作用最为显著。覆膜及轮作提高了土壤细菌Chao1、ACE和Shannon指数。全膜垄播+轮作提高了土壤真菌ACE、Simpson和 Shannon 指数。轮作较连作种植提高了土壤细菌和真菌的群落丰度。全膜垄播土壤细菌优势门类-变形菌门（Proteobacteria）占比高于半膜垄播处理高于不覆膜处理。细菌优势属节杆菌属（Arthrobacter）和浮霉状菌属（Planctomyces）在轮作系统中明显聚集,链霉菌属（Streptomyces）,Steroidobacter和溶杆菌属（Lysobacter）则在连作土壤中富集。覆膜处理显著提高了连作土壤真菌最优势门类-子囊菌门（Ascomycota）的占比,优势属Monographella、腐质霉属（Humicola）和镰刀菌属（Fusarium）在连作系统中的相对丰度高于轮作系统,而被孢霉属（Mortierella）和枝顶孢属（Acremonium）则在轮作土壤中富集。 ④创见与创新：从本项目研究结果来看,起垄覆膜和轮作豆科植物后显著改善了土壤理化性状和土壤速效养分;提高了土壤酶活性,土壤细菌、真菌和放线菌数量以及土壤氮素生理菌群的数量;改善了土壤细菌Chao1、ACE和Shannon指数。对农田土壤环境质量的积极影响明显。 ⑤社会经济效益,存在问题：在覆膜和轮作豆科植物大面积推广的前提下,在马铃薯主产区具有良好的社会和环境效益;另外,土壤肥力的提高,能在一定程度上节约肥料的投入,可起到降低生产成本、增加收益的作用。 ⑥历年获奖情况：无。